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新能源电驱系统高速耐久试验

2021-09-12 21:12:12·  来源：灵思泰恪  
　
在动力总成的耐久谱系中，高速耐久性能必不可少，在电动汽车中同样如此，其性能表现与整车驾驶应用工况密切相关。本文聚焦电驱动系统高速耐久，回答以下几个问题
在动力总成的耐久谱系中，高速耐久性能必不可少，在电动汽车中同样如此，其性能表现与整车驾驶应用工况密切相关。本文聚焦电驱动系统高速耐久，回答以下几个问题"为什么要做高速耐久"，"高速耐久的规范要求"，"高速耐久的失效机理"。

关于电驱动高速耐久，本文按以下逻辑展开探讨：
1 为什么要做高速耐久

2 高速耐久的标准要求
3 高速耐久的失效机理
4 展望
1. 为什么要做高速耐久
以下是某整车可靠性耐久试验项目，可以看到其中高速耐久占很大的比例。
三合一系统高速耐久的特性本身，主要是三点：高速、高的油温、高速下的自激励产生的振动。因此，相比于常规耐久，高速耐久的侧重点略有不同，主要有以下几方面：
1). 高油温下的轴承、齿轮、油封的失效
2). 壳体的散热
3). 高速下自激励产生的振动，对电子元器件的影响
4). 转自离心力
5). 减速器冒油、漏油
上图为灵思泰恪的三电机试验台，能很好的满足高速耐久试验的要求
2. 高速耐久标准要求
在《QC/T 1022-2015纯电动乘用车用减速器总成技术条件》中第6.2.4.7中有对高速耐久性能试验的规定，如下：


在《GBT 28382-2012纯电动乘用车技术条件》中第4.9中有要求，如下：


3. 高速耐久失效机理

正如第1部分中所述的高速耐久特性：高速、高油温、自激励振动，与其相关的考核对象、失效形式和机理有如下几点：
1). 高速，意味着轴承、油封、齿轮啮合点具有较高线速度，油液搅动变大，温升加剧，伴随着油液粘度降低，产生巨大剪切力，油液性能变差；而高速重载条件下的齿轮，齿面间压力大，出现齿面接触区局部粘连现象，齿面相对滑动时，较软的齿面沿滑动方向被撕成沟纹，出现胶合。
2).高速+高油温，意味着转子会产生很大的运转挠度，轴是一个弹性体，当其旋转时，由于轴和轴上零件的材料组织不均匀、制造误差、对中不良等原因，会产生以离心力为表现形式的周期性干扰，从而引起轴的弯曲振动。
3). 高速+高油温，意味着转子变形，假设电机定转子气隙满足空间要求，转子外径形变导致气隙的变小，在满足安全间隙的条件下，虽然会提高扭矩输出能力，但是由于感应电势的增加，反而可能会导致输出功率的减小，回归整车就是高速性能受损。
4). 高速+高油温+自激励振动，以离心力为代表的自激励振动产生对系统NVH的影响，加剧了电子元器件抗振能力的考核
4、展望
综合上述对高速耐久的理解，以及现有标准的局限性，纯电动汽车三合一动力总成高速耐久建议如下：
1）依据整车高速耐久工况，对里程数进行加速转化；
2）增加0到最高车速、常用高速车速切换、高速滑行工况等考核；
3）加速转化过程中，兼顾油液温度因素影响；
3）加速转化过程中，兼顾振动因素的考核
5、灵思寄语
这一期想和大家分享一下关于读书的话题。有人读书是认为“万般皆下品，唯有读书高”，也有人认为“书中自有黄金屋，书中自有颜如玉，书中自有千钟粟”，这固然是对的，但我还认为，书籍是一切问题的答案，我们生活中的每一个挑战，甚至于那些难题，早在几千年前就已经有先人苦苦追寻与探索，而读书，就是在与这些伟大的灵魂进行交流。如果很迷茫，那就读书吧，你要的答案都在书里。
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